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Luca Indovina

Protocollo per la dosimetria di base nella radioterapia con fasci di fotoni ed elettroni con E max fra 1 e 40 MeV. Luca Indovina. Teoria della cavità (piccola). (1).

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Presentation Transcript

  1. Protocollo per la dosimetria di base nella radioterapia con fasci di fotoni ed elettroni con Emax fra 1 e 40 MeV Luca Indovina

  2. Teoria della cavità (piccola) (1) Bragg-Gray: dose assorbita in un punto P di un mezzo m per confronto con la dose in aria per una cavità riempita con un gas (qui supposto in aria): • nelle condizioni che: • la cavità non perturba la fluenza differenziale di energia degli elettroni; • perdita di energia degli elettroni per rallentamento continuo; • se la radiazione primaria è di fotoni, la dose assorbita nella cavità è dovuta solo agli elettroni secondari;

  3. Teoria della cavità (2) Spencer-Attix: determina la dose considerando più puntualmente la dimensione reale della cavità: Si passa dal rapporto dei poteri frenanti massici (medi) al rapporto dei poteri frenanti massici (medi) "ristretti". I valori di L/ sono stati determinati per cavità le cui dimensioni sono confrontabili con quelle delle camere utilizzate nella dosimetria in radioterapia.

  4. La camera a ionizzazione • Si devono considerare: • le pareti di materiale p della camera; • dimensioni della cavità d'aria. La relazione di Spencer-attix può essere utilizzzata per una camera a ionizzazione considerando però dei fattori correttivi dovuti alla perturbazione che la camera introduce nel mezzo.

  5. ... consideriamo ora di voler determinare la dose in acqua Dw effettuata introducendo nel mezzo "acqua" (w) una camera a ionizzazione del tipo a "cavità".

  6. Effetto delle pareti della camera od anche: Si ha il mezzo acqua (w), la parete della cavità (p) e l'aria (a) all'interno della cavità. Consideriamo un fascio primario di fotoni. La dose assorbita nella cavità è in parte anche dovuta agli elettroni prodotti nella parete: (3) con: ovviamente per pareti acqua equivalenti Px = 1.

  7. TPR (20,10) Fattore di qualità di un fascio X definito come il rapporto della ionizzazione misurata in un fantoccio ad acqua a 20 cm diviso la ionizzazione misurata a 10 cm con distanza fissa tra sorgente e rivelatore e con campo 10 cm x 10 cm.

  8. Px I valori di Px sono inclusi direttamente nei valori di Fx che vedremo dopo.

  9. Effetto della cavità d'aria sulla fluenza di elettroni Tanto più grande è la cavità d'aria tanto, utilizzando la (3), si ottiene una sovrastima degli elettroni che sarebbero realmente prodotti se ci fosse acqua. Serve un ulteriore fattore correttivo: PE < 1. ma: questo non è vero se ci mettiamo in cui vi è CPE per un fascio primario di fotoni; per camere piatte di 2 mm si ha PE circa uguale ad 1.

  10. Rp = percorso pratico degli elettroni; (sperimentale) E0 (medio) = energia media del fascio alla superficie del fantoccio = 2.4 R50; Ez (medio) = energia media del fascio allo spessore z del fantoccio; Dalla prima tabella mi determino Ez (medio) e di conseguenza PE dalla seconda tabella. Determinazione di PE I valori di PE sono inclusi direttamente nei valori di FE che vedremo dopo.

  11. Il segnale M della camera ed Il fattore di taratura ND La conoscenza della dose in acqua è ora legata alla determinazione di Da. Il valore di Da= Ja W/c è determinato dai laboratori primari di riferimento (ENEA) in termini di esposizione o di kerma in aria. Il valore di Da della nostra camera viene determinato tramite una misura M quando è esposta ad un fascio di radiazione di riferimento. e dunque:

  12. M è il segnale della camera irragiata nel fantoccio ad acqua. M contiene in sè fattori correttivi come Ksat, KT,P. ND è il fattore di taratura di cui parliamo tra poco. FX,E è determinato per fasci di fotoni o elettroni in base alla qualità del fascio incidente.

  13. Determinazione del valore di taratura ND (1) All'ENEA determino in un punto Pin aria libera il valore l'esposizione X ed il relativo kerma di collisione in aria con la radiazione gamma del Co-60: ed in una piccola massa m posta in P: ed in particolare per la camera a cavità:

  14. Determinazione del valore di taratura ND (2) In condizioni di TCPE (equilibrio transiente di carica, ovvero la dose assorbita è dovuta solo agli elettroni prodotti nelle pareti della camera), si ha: In condizioni di TCPE possiamo applicare Bragg-Gray ed ottenere: da cui: (Nx = X/M è il fattore di taratura in esposizione della camera)

  15. Accuratezza nella misura della dose in acqua

  16. Protocollo IAEA La calibrazione della camera avviene in termini di dose assorbita in acqua, ottenendo quindi una migliore accuratezza sulla determinazione finale. Il formalismo è stato semplificato e si prefigge di divenire lo standard di riferimento che consente di ottenere valori di taratura omogenei per centri primari di dosimetria nazionali, regionali ed internazionali. KQ,Q0 è il fattore di correzione per la differenza tra un fascio di riferimento Q0 ed un fascio Q.

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